微梳中的低泵浦功率、低相位噪声及微波至毫米波重复频率运行

基于微谐振器的频率梳（微梳或 Kerr 梳）有望使传统频率梳的众多应用小型化。当前的优先事项是在可探测的重复频率下实现宽带（理想情况下覆盖倍频程）光谱，以进行梳自参考。然而，访问这些频率涉及泵浦更大的模体积，从而导致更高的阈值功率。此外，阈值功率既设定了每个梳齿的功率标度，也设定了光泵浦的功率标度。在此方面，研究表明，一类具有表面损耗限制品质因数（Q 因子）的谐振器可以在阈值功率变化最小的情况下，在广泛的重复频率范围内运行。一种新型的表面损耗限制谐振器阐释了这一理念。演示了在 2.6 GHz 至 220 GHz 的模间距范围内产生频率梳，且整体阈值功率较低（低至 1 mW）。在 200 mW 的泵浦功率下，还观察到了微梳的创纪录梳线数量（约 1900 条）。利用这些器件设计广泛重复频率的能力，我们还研究了微梳中最近观察到的一种与子梳偏移频率色散相关的机制。我们观察到，当这些偏移频率足够小以至于可以调谐至重合时，会出现高相干性和锁相现象。在这些情况下，报道了创纪录的低微梳相位噪声，其水平可与开环高性能微波振荡器相媲美。